La neuro-imagerie fonctionnelle révèle des altérations précliniques de la fonction cérébrale
La MA pose l’un des plus grands défis de santé de l’époque moderne. Actuellement, plus de 10 millions de personnes sont touchées par la démence en Europe et, d’ici 2030, le nombre de nouveaux cas dépassera les 13 millions. Les patients nécessitant un soutien continu sur plusieurs années, la durabilité de l’infrastructure mondiale de la santé est en jeu. Dès lors que des symptômes comme des troubles de la mémoire et une atrophie du cerveau deviennent apparents, la maladie est déjà trop avancée. La majorité des cas à venir sont déjà affectés par le stade silencieux de la MA qui peut durer jusqu’à 20 ans. Les méthodes actuelles de détection de la maladie, comme la tomographie par émission de positrons, sont invasives et ne conviennent donc pas au dépistage de la population vieillissante dans son ensemble. En conséquence, NPAD a développé une technologie de neurofeedback pour la prévention de la MA. Le projet a établi un paradigme non invasif pour apprendre à autoréguler l’activité cérébrale. Les chercheurs ont utilisé l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et élaboré un logiciel de traitement en temps réel et de réalité virtuelle (RV) afin de quantifier les performances du neurofeedback de manière normalisée. L’objectif consistait à déduire un endophénotype des performances du neurofeedback (NPEP). Mesurer la fonction cérébrale dans la MA Le NPEP a été obtenu à partir de 63 sujets à risque de MA, grâce au profilage médical basé sur des données de neuro-imagerie multimodale, cognitives, génétiques et de biomarqueurs. Ces dernières ont été évaluées de manière diagnostique via l’application de la théorie graphique avancée et de méthodes de modélisation statistiques. «Nous avons utilisé une session d’IRMf en temps réel de 30 minutes au cours de laquelle les sujets recevaient un neurofeedback continu dans un environnement de RV. L’objectif consistait à réduire l’activité dans l’hippocampe, une région cérébrale cruciale», explique le Dr Stavros Skouras, chercheur principal du NPAD, boursier du programme Marie Skłodowska-Curie. «Pour disposer des données du cerveau en temps réel et réaliser le projet, nous avons dû développer un logiciel interne, vu le manque de solutions immédiatement disponibles et compatibles avec la dernière technologie d’IRM», explique le Dr Skouras. Le paradigme conçu a permis d’extraire des mesures subtiles associées à une prédisposition génétique à la MA, à des processus neurodéveloppementaux et à des symptômes de maladie comme le génotype de l’apolipoprotéine e4, la connectivité structurelle de l’hippocampe et l’altération de la mémoire, respectivement. Une méthode de dépistage de la MA économique et non invasive Les résultats de NPAD permettent d’envisager des modèles spécifiques d’altérations de la fonction cérébrale pour la détection du stade préclinique et pour le suivi de la progression clinique et de l’efficacité thérapeutique dans la MA. «Ces mesures peuvent être utilisées comme nouveaux indicateurs de la fonction de mémoire et sont non biaisées en comparaison des limites des autodéclarations des questionnaires psychométriques. Elles peuvent également permettre de différencier, du point de vue des altérations du fonctionnement du cerveau, la maladie d’Alzheimer d’un vieillissement en bonne santé», déclare le Dr Skouras. Les méthodes développées recèlent un potentiel pour le dépistage pronostique évolutif et les applications translationnelles. Par exemple, les essais cliniques peuvent utiliser la procédure développée pour présélectionner les participants, permettant de réduire les coûts de façon significative. La procédure offre également une méthode standardisée pour quantifier et surveiller l’efficacité thérapeutique des interventions cliniques. Le projet NPAD a ouvert de nouvelles voies pour des applications de médecine personnalisée. Ces dernières permettront à terme de lancer des applications commerciales pour l’auto-entraînement et le renforcement de la réserve neuronale et de la résilience à la MA. «L’un des avantages importants de notre approche est qu’elle transforme un examen médical en un jeu vidéo non invasif et divertissant, contrôlé par l’esprit. En ce sens, nous cherchons à créer de futures applications cliniques qui soient non seulement sûres mais aussi agréables pour le patient. Cependant, avant qu’un tel service ne devienne une réalité, il est nécessaire de poursuivre la recherche et le développement», conclut le Dr Skouras.
Mots‑clés
NPAD, mémoire, maladie d’Alzheimer (MA), neurofeedback, neuro-imagerie, cognition, endophénotype des performances du neurofeedback (NPEP), imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf)
